关于给水系统分区及其变频设备的讨论2014.3.28.docVIP

关于住宅楼给水系统分区及其变频设备的讨论相关规范建筑给水排水设计规范GB50015-2003(2009版)查3.1.14条得出，住宅内卫生器具中，混合阀淋浴器，最低工作压力不小于0.050.10 MPa。3.3.3-2条“给水系统的竖向分区应根据建筑物用途、层数、使用要求、材料设备性能、维护管理、节约供水、能耗等因素综合确定；”3.3.4条“卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。”3.3.5条“高层建筑生活给水系统应竖向分区，竖向分区压力应符合下列要求：（1）各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；（2）静水压大于0.35MPa的入户管(或配水横管)，宜设减压或调压设施；（3）各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。”摘取部分条文解释“分区供水的目的不仅为了防止损坏给水配件，同时可避免过高的供水压力造成用水不必要的浪费。”3.3.5A条“居住建筑入户管给水压力不应大于0.35MPa。”民用建筑节水设计标准GB50555-20104.1.3条“各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，且分区内低层部分应设减压设施保证各用水点处供水压力不大于0.2 MPa。”归纳部分条文解释“可调式减压阀最小减压差:P1P20.1 MPa。当卫生器具用水点压力大于0.2 MPa时，在配水支管上设置减压阀后，其实际供水水压仍大于0.1 MPa，满足住宅使用要求。”6.1.12-2条“用水点处水压大于0.2MPa的配水支管应设置减压阀，但应满足给水配件最低工作压力的要求。”住宅设计规范GB50096-20118.2.2条“入户管供水压力不应大于0.35MPa。”（强制条文）8.2.3条“套内用水点供水压力不宜大于0.20MPa，且不应小于用水器具要求的最低压力。”归纳部分条文解释“用水器具最低压力，可根据建排3.1.14条确定。”住宅建筑规范GB50368-20058.2.4条，摘取部分条文解释“当采用高位水箱，或加压水泵和高位水箱供水时，水箱的设置高度应按最高层最不利套内分户用水点的给水压力不小于0.05MPa来考虑；当不能满足要求时，应设置增压给水设备；当采用变频调速给水加压设备时，水泵的供水压力也应按上述要求来考虑。 卫生器具正常使用的最佳水压为0.200.30MPa。从节水、噪声控制盒使用舒适考虑，当住宅入户管的水压超过0.35 MPa时，应设减压或调压设施。”关于住宅楼生活给水分区的讨论一、 设定条件、概念：1） 静水压：生活给水系统处于零流量（按理想状态考虑），水流相对静止的情况下，各系统点的实际水压（P静，纯势能，无动能）。如最大工作压力，不考虑管道超压的情况出现，在系统零流量时，系统的最大工作压力就是静水压（P静）。2） 除“静水压”之外的各种压力表述，如工作压力、水压、给水压力、供水压力等，均属于动水压的概念。3） 动水压：生活给水系统处于供水状态时（按理想紊流状态考虑），水流在某个系统点的实际水压（P动，有动能，有势能）。当系统点处的水从静止变为流动时，其全部势能P静，一部分转化为水流的动能；一部分抵消了管路阻力，即Hz管路总水头损失；另一部分还以势能形式存在。故而P动 = 水流的动能 + 未转化为其他能的剩余势能之和。4） P静 = P动 + Hz管路总水头损失。故系统上某个点的动水压（P动）不可能大于静水压（P静），P静P动。（不考虑供水设备的供水压力波动）5） 当给水系统处于最大设计流量时，最不利点的动水压达到最小值Ps，即最不利点动水压。故P动Ps。二、 观点阐述：1） 住宅户内最不利点动水压Ps = 0.10MPa，一般选取卫生间内的混合阀淋浴器处，或者热水器处，两者取最不利点。依据：1.建给3.3.5-3条，“各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。” 2. 建给3.1.14条，混合阀淋浴器，最低工作压力不小于0.050.10 MPa。考虑到水流还需经过热水器，故将最不利点供水压力设定为：Ps = 0.10MPa。 3.节水标准4.1.3条文解释，0.10 MPa，满足除自闭式冲洗阀件外的配水水嘴与阀件的要求。 4.住宅建筑规范8.2.4条文解释，“当采用变频调速给水加压设备时，水泵的供水压力也应按上述要求来考虑。”上述要求，即是按最不利点最不利水压考虑。 5.住宅设计规范8.2.2、8.2.3条文解释，最低给水水压，可根据可根据建排3.1.14条确定。2） 住宅最高层水井内，入户水表前设计压力：可按动水压考虑，系统最大流量时，P动 = 0.15MPa；或按静水压考虑，系统零流量时，P静 = 0.200.25MPa（根据工程最不利水表处至泵房供水设备之间的实际管路水损选取，P静0.25MPa时，应放大主管道管径，减少水损）。说明：按动水压计算时，计算结果较安全，但步骤繁琐，工程设计经验较少者，宜采用；按静水压估算时，估算结果存在误差，但快捷方便，工程设计经验丰富者，可采用。依据：1. 通过几个代表性工程计算后的经验数据，入户水表前至户内最不利点水损一般不会超过5米。卫生间多、入户管径较小时，需复核。 2.住宅建筑规范8.2.4条文解释，“卫生器具正常使用的最佳水压为0.200.30 MPa。从节水、噪声控制和使用舒适考虑，当住宅入户管的水压超过0.35 MPa时，应设减压或调压设施。”个人理解为，规范考虑入户水表前至户内最不利点水损时，是按5米考虑的，即 0.350.30 =0.05 MPa。 3.最不利水表前P动 = Ps + 0.05 = 0.15 MPa。当系统零流量时，最不利水表前P静 = P动 + Hz管路总水头损失（通过调整水表前与生活水泵房之间的管道直径，把水损控制在510米之内）。3） 住宅按3米层高考虑，分区宜控制在78层，不得超过1113层。依据：1. 建给3.3.5-1、节水标准4.1.3，均规定：“各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa”；按最不利水表前静水压估算：0.45-（0.200.25）/0.03 = 87层。2.建给3.3.4规定 “卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa”。最大工作压力，就是在系统零流量，不超压的情况下，静水压不得大于0.6MPa。“不得大于”应该是考虑了入户减压阀损坏失效的临时状况，确保PPR管及管件不被破坏。一般户内使用的管材均为0.60MPa的S5系PPR管道。按最不利水表前静水压估算：0.60-（0.200.25）/0.03 = 1311层。4） 关于给水分区内设置入户支管减压阀的问题。个人认为，最上面4层不设减压阀，第5层开始设置，阀后压力0.15 MPa，第6层阀后压力0.18 MPa，第7层及以下层，阀后压力0.20 MPa。前提条件：系统最大设计流量时，按实际动水压设置入户管减压阀。1.顶层动水压0.15MPa，不减压；下层0.18MPa，不减压；0.21 MPa，不减压；0.24 MPa，不减压（考虑到现场减压阀前后压力不一定能达到最小值0.10 MPa）；0.27 MPa，可减压。2.给水分区最上面4层不设置减压阀，从第5层0.27MPa时，设置可调式减压阀，阀后压力0.15 MPa。第6层0.30MPa时，阀后压力0.18 MPa。第7层及以下层，阀后压力0.20 MPa。3.注意此时减压阀后的压力都是动水压，即在最大设计流量出现的情况下。如果现在系统变为零流量状态，减压阀前后的压力表读数均会升高到静水压值（P静）4.这样的话，会出现一个问题。就是日常用水时，大部分情况是一些零星流量用水（睡眠时间）和一些平时流量用水，出现最大设计流量用水的情况很少，即使出现，持续时间也很短。那么在非最大设计流量的情况下，没设置减压阀的的入户支管都有可能出现超压0.20MPa的情况。但如果不按最大设计流量，设置减压阀，会导致设置减压阀的层数增加，并且在出现最大设计流量时，会出现某些楼层水压不足的情况。个人认为，实际设计中，以上面4层不设减压阀为宜。上面3层不设，或上面5层不设，都没有太大影响。不可能有工程绝对的满足所有用水点任何时候都不超过0.20MPa的供水压力。如果满足所有用水点任何时候都不超过0.20MPa的供水压力，那么在用水量高峰期，肯定有用户水压不足。我们只能尽量满足节水标准相关要求，但前提是要保证用户的用水水压。被业主投诉的时候，他们是不会和我们讲规范的。这个题目讨论的好。首先很感谢胡总发起这个课题，供大家讨论。尤其是在2010年的节水标准出台以后，给水分区以及支管减压阀设置的问题，一直没有得到一个既符合节水标准，又符合实际使用的认可方式。部分设计图纸，为了满足节水标准，不得不增多设置减压阀的层数，和减压阀统一标注“阀后压力0.20MPa”情况。这样的处理方式，与实际中工程造价、住户使用舒适度、检修概率、和水压浪费等问题出现矛盾。拜读了胡总、中铁张工的设计经验与总结，学习和思考了一些结论。欢迎大家批评指正、积极讨论。1. 胡工描述“将分区最高层用户的供水压力值确定为0.20Mpa是合适的”和张工理解“最低是0.15MPa”。我个人理解，这两个压力在实际工程中是统一的，不存在差别。“0.20Mpa”是在系统零流量下的压力表读数；而“0.15Mpa”是在系统最大流量时的压力表读数。上面谈到“分区最高层用户的供水压力值”，我暂时定义为“分区最高层水表（与分区内最不利点连接的水表）前的压力值P1”。如何确定P1的设计值：查建给3.1.14条，看出混合阀淋浴器所需水压最大，最低工作压力不小于0.050.10 MPa。考虑到户内热水器的影响，将最不利点混合阀淋浴器供水压力设定为：Ps = 0.10MPa。一般户内最不利点至入户水表前的水头损失不会超过5米（3米左右居多）。则：P1 = Ps + 0.05 = 0.15 MPa。P1 = 0.15 MPa是在系统处于最大流量时的动水压。当系统流量为零时，水表前为静水压P2 = P1 + 0.050.10 = 0.200.25 MPa。其中0.050.10表示：水表前至泵房供水设备之间的总水头损失。设计时，宜利用管径的调整，把总水损控制在510米之内。结论：设计过程中，1）可绘出供水模型，按最大设计流量时动水压P1 = 0.15 MPa全程计算，计算结果较安全，但步骤相对繁琐，推荐工程设计经验较少者采用；2） 可按系统零流量时静水压P2 = 0.200.25 MPa估算，估算结果存在误差，但相对快捷方便，工程设计经验丰富者可采用，不影响住户用水。2. 关于给水分区最大层数的讨论。 建给3.3.5-1“各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa；”则：0.45-（0.200.25）/0.03 = 87层 建给3.3.4“卫生器具给水配件承受的最大工作压力，不得大于0.6MPa。”最大工作压力，就是在系统零流量，不超压的情况下，静水压不得大于0.6MPa。“不得大于”应该是考虑了入户减压阀损坏失效的临时状况，确保PPR管及管件不被破坏。一般户内使用的管材均为0.60MPa的S5系PPR管道则：0.60-（0.200.25）/0.03 = 1311层。结论：层高为3米住宅，给水分区宜控制在78层，不得超过1113层。3. 关于分区低层设置支管减压阀的讨论。1）在系统最大设计流量时，按实际动水压设置入户管减压阀2） 顶层动水压0.15MPa，不减压；下层0.18MPa，不减压；0.21 MPa，不减压；0.24 MPa，不减压（考虑到现场减压阀前后压力不一定能达到最小值0.10 MPa）；0.27 MPa，可减压。3）给水分区最上面4层不设置减压阀，第5层及以下层，设置可调式减压阀，阀后压力：最大流量时动水压P1 = 0.15 MPa;零流量时静水压P2 = 0.20 MPa。4）当然，这样的分区方式会出现一个问题。就是日常用水时，大部分情况是一些零星流量用水（睡眠时间）和一些平时流量用水，出现最大设计流量用水的情况很少，即使出现，持续时间也很短。那么在非最大设计流量的情况下，没设置减压阀的的入户支管都有可能出现超压0.20MPa的情况。个人认为，用水器具可能超压0.20MPa的情况是无法从根本上杜绝的，除非把水泵扬程提高，全部支管均设置减压阀，这显然不合理。相对于住户用水安全相比，部分情况下出现几层住户用水点超压0.20MPa的并不违反节水标准。因为再怎么节水，也不能以牺牲住户用水安全来实现。只能在保证用水安全的情况下，尽量满足节水标准要求。毕竟被业主投诉的时候，他们是不会和我们讨论规范、讲节水节能的。结论：给水分区最上面4层不设置减压阀，第5层及以下层，设置可调